Une roche est un minéral ou un mélange de minéraux se présentant en masses de taille considérable. Cette distinction de taille est la seule que l’on puisse faire entre les roches et les minéraux, et qui est très indéfinie. Une roche, qu’elle soit composée d’un minéral ou de plusieurs, est toujours un agrégat ; et par conséquent, aucun cristal unique ou grain minéral ne peut être correctement appelé une roche.

Avant de procéder à l’étude particulière des différentes sortes de roches, un peu plus de travail préliminaire doit être fait. Comme nous l’avons déjà indiqué, les caractéristiques les plus importantes des roches peuvent être regroupées sous deux chefs généraux,— la composition et la texture .

Composition des Roches.

Les roches sont correctement définies comme de grandes masses ou agrégats de matière minérale, constituées dans certains cas d’une seule et dans d’autres cas de plusieurs espèces minérales. Il est donc clair que la composition des roches est de deux sortes : chimique et minéralogique ; car les divers éléments chimiques se combinent d’abord pour former des minéraux, puis les minéraux se combinent pour former des roches.

Bien sûr, ces minéraux et éléments qui peuvent être décrits comme constituants principaux ou importants de la roche doivent être les minéraux et éléments communs. Or c’est un fait très important et très commode que bien que les chimistes reconnaissent environ soixante-cinq substances élémentaires, et que celles-ci se combinent pour former près de mille espèces minérales, cependant les éléments communs et les minéraux communs sont en petit nombre.

De sorte que, bien qu’il soit très souhaitable et même nécessaire pour l’étudiant en lithologie de connaître quelque chose en chimie et en minéralogie, il ne s’ensuit nullement qu’il doive être maître de ces sciences. Une connaissance des caractéristiques chimiques et physiques de quelques minéraux communs est tout ce qui est absolument essentiel, bien qu’on puisse ajouter qu’un excès de sagesse dans ces directions n’est pas un inconvénient.

Composition chimique des roches.

Les substances élémentaires dont les roches sont principalement composées, qui composent la masse principale de la terre, autant que nous la connaissons, ne sont qu’au nombre de quatorze :

Éléments non métalliques ou acides. —Oxygène, silicium, carbone, soufre, chlore, phosphore et fluor.

Éléments métalliques ou basiques. — Aluminium, magnésium, calcium, fer, sodium, potassium et hydrogène.

Les éléments sont nommés dans chaque groupe dans l’ordre de leur abondance relative ; et pour donner une idée des énormes différences à cet égard, on peut dire que deux des éléments, l’oxygène et le silicium, forment plus de la moitié de la croûte terrestre.

Le silicium, le calcium et le fluor, bien qu’extrêmement abondants, sont également très difficiles à obtenir à l’état libre ou non combiné, et des spécimens suffisamment grands pour être exposés à une classe seraient très coûteux. À ces exceptions près, cependant, des exemples de ces éléments de formation de roche courants sont facilement obtenus.

Mon but en attirant l’attention sur ce point est simplement de suggérer que la bonne façon de commencer l’étude des minéraux et des roches avec les enfants est de se familiariser d’abord avec avec les éléments qui les composent. La chose la plus importante à connaître sur tout minéral est sa composition chimique ; et quand on dit à un enfant qu’un minéral, le corindon par exemple, est composé d’oxygène et d’aluminium, il doit avoir une conception distincte des propriétés de chacun de ces éléments, car autrement le corindon n’est pour lui qu’un composé de noms.

Il est très important aussi, si l’élève n’a pas déjà étudié la chimie, qu’il soit amené à une certaine compréhension de la nature de l’union chimique et de la différence entre un composé chimique et un mélange mécanique. Pour cela, quelques expériences simples (dont les détails seraient ici hors de propos) avec les éléments les plus courants et familiers suffiront. Les « premières leçons de minéraux » de Mme Richard devraient être introduites ici.

Composition minéralogique des roches.

Les quatorze éléments nommés ci-dessus se combinent pour former une cinquantaine de minéraux avec lesquels l’étudiant en géologie doit être familiarisé ; mais pas plus de la moitié d’entre elles sont de première importance. Il est souhaitable de mettre un accent particulier sur l’importance d’une parfaite familiarité avec ces quelques minéraux communs. Il n’y a rien d’autre dans toute la gamme de la géologie si facilement acquise qui est en même temps si précieux ; car il est tout à fait impossible de comprendre les définitions des roches, ou de reconnaître les roches avec certitude et scientifiquement, à moins de connaître leurs minéraux constitutifs.

 

À une ou deux exceptions près, ces minéraux rocheux communs se distinguent facilement par leurs caractères physiques seuls, de sorte que leur reconnaissance certaine est une question de la plus simple observation, et entièrement à la portée des jeunes enfants. De plus, étant communs, les spécimens de ces minéraux s’obtiennent très facilement, de sorte qu’il n’y a aucune raison pour que les maîtres n’adoptent pas ici la meilleure méthode et placent un spécimen de chaque minéral entre les mains de chaque élève. Les exemples typiques, suffisamment grands pour bien montrer les caractéristiques, ne devraient pas coûter, en moyenne, plus de deux cents pièce.

Un MINÉRAL est un corps inorganique ayant théoriquement une composition chimique définie, et généralement une forme géométrique régulière.

Les principales caractéristiques des minéraux. —Celles-ci peuvent être regroupées sous les rubriques générales suivantes :—

(1) Composition , (2) Forme cristalline , (3) Dureté , (4) Gravité spécifique , (5) Lustre , (6) Couleur et strie .

1. Composition. — Ceci, d’après la définition d’un minéral, doit être défini et exprimable par une formule chimique. Quand ce n’est pas le cas, on considère généralement que le minéral est partiellement décomposé, ou qu’il s’agit d’un mélange de minéraux. Il est bon d’imprimer à l’esprit de l’élève le fait important que les propriétés les plus fondamentales des éléments, telles que la gravité spécifique et le lustre, ne sont pas perdues lorsqu’ils se combinent, mais peuvent être retrouvées dans les composés. En d’autres termes, les propriétés des minéraux sont, dans une très large mesure, la moyenne des propriétés des éléments dont ils sont composés ; les minéraux dans lesquels les éléments métalliques lourds prédominent sont lourds et métalliques, et vice versa .

Pour apprécier pleinement ce point, il suffit de comparer un minéral comme la galénite, un minerai commun de plomb, et contenant près de 87 %. de ce métal lourd ; ou l’hématite (spécimen 13), contenant 70 pour cent. d’un autre métal lourd, le fer, avec le quartz (spécimen 15), composé à parts presque égales d’oxygène et de silicium, deux éléments non métalliques typiques. De nombreux minéraux contiennent de l’eau, c’est-à -dire qu’ils sont hydratés. Or l’eau, qu’on la considère à l’état liquide ou solide, est un des constituants minéraux les plus légers et les plus doux ; et c’est un fait très important que les minéraux hydratés sont invariablement plus légers et généralement plus mous que les espèces anhydres de composition par ailleurs similaire. D’autres illustrations frappantes de ce principe seront signalées dans les descriptions des minéraux qui suivent.

2. Forme cristalline. — Un cristal est délimité par des surfaces planes disposées symétriquement par rapport à certaines lignes imaginaires passant par son centre et appelées axes. Les cristaux de la même espèce sont toujours constants dans les angles entre des plans semblables, tandis que des angles similaires varient généralement dans différentes espèces; de sorte que chaque espèce a sa propre forme particulière.

La pierre d’opale par exemple est certainement un minéral très particulier, à mi-chemin entre le minéral et l’organique et fait figure d’une exception.

« Outre la symétrie externe de la forme, la cristallisation produit aussi la régularité de la structure interne, et souvent de la fracture. Cette régularité de fracture, ou tendance à se briser ou à se fendre le long de certains plans, s’appelle le clivage. La surface offerte par le clivage est souvent lisse et brillante (voir spécimens 17, 18 et 21), et est toujours parallèle à un plan externe du cristal. Il faut comprendre que les lamelles de clivage ne sont en aucun sens présentes avant qu’elles ne soient faites apparaître par fracture. » –